RU1777053C - Способ определени профил показател преломлени оптических неоднородностей и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность иэииретени - последовательно дл  множества точек плоскости регистра- ции равномерно измен ют разность оптических путей в разделенных пучках, после их совмещени  вновь раздел ют образовавшийс  пучок света в соответствии с пол ризацией, регистрируют две интерференционные картина, подсчитывают число полос, прошедших через точку регистрации, между моментом совпадени  максимальных значений интенсивности света в двух опорных точках и моментом совпадени  максимальных значений интенсивности света в двух точках регистрации, причем подсчет полос осуществл ют в интерференционной картине, образованной световыми пучками, длина когерентности которых превышает диапазон изменени  разности оптического пути, и одновременно измер ют фазовый сдвиг между опорной точкой и точкой регистрации в той же интерференционной картине, на основании измеренного количества полос и фазового сдвига определ ют оптическую разность хода, которую вносит исследуема  оптическа  неоднородность в зондирующий луч и по определенным дл  множества точек оптическим разност м хода рассчитывают искомый профиль показател  преломлени  Устройство содержит два источника монохроматического излучени  с близкими длинами волн и с ортогональными плоскост ми пол ризации , два пол ризационных светоделител , устройство модул ции разности оптического пути, два фотоприемных устройства и два опорных фотоприемника, соединенные со схемой обработки сигналов, причем устройство дл  разделени  пучка света и устройство дл  совмещени  разделенных пучков выполнены в виде светоделительных пластин с металлическим полупрозрачным покрытием , а устройство модул ции разности оптического пути представл ет собой плоское основание, выполненное в виде правильного многоугольника, по сторонам которого установлены вплотную друг к другу плоскопараллельные стекл нные пластины равной толщины. 2 ил (Л С XI XI Х| О (л CJ

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей путем использовани  принципов гетеродинной интерферометрии.

Известен способ определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей , основанный на светофокуси- рующих свойствах цилиндрических прозрачных тел, представл ющих собой цилиндрическую линзу при поперечном освещении . Освеща  исследуемый объект в поперечном направлении некогерентным фильтрованным светом и наход  распределение плотности потока излучени  в плоскости изображени , можно определить профиль показател  .преломлени  с помощью интегральных преобразований.

Устройство дл  реализации способа состоит из последовательно расположенных немонохроматического источника света, оптической системы, котора  формирует параллельный пучок посто нной интенсивности и направл ет его на исследуемый объект, помещенный в кювету с иммерсионной жидкостью, перпендикул рно его оси и видеокамеры, при помощи которой производ т измерение плотности потока излучени  в заранее выбранных точках. На основании измеренных данных производ т расчет профил  показател  преломлени  исследуемой оптической неоднородности. Основным недостатком этого способа и устройства  вл етс  низка  точность определени  профил  показател  преломлени  особенно в резко локализованных област х объекта исследовани  со значительным градиентом показател  преломлени .

Также известен способ определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородиостей, основанный на лучевом методе. Освеща  исследуемый объект в поперечном направлении узким лучом света и перемеща  луч в плоскости, перпендикул рной оси оптической неоднородности, определ ют зависимость между углом выхода луча и координатой точки его входа в исследуемую оптическую неоднородность и с помощью интегральных преобразований определ ют профиль показател  преломлени .

Устройство дл  реализации данного способа состоит из последовательно расположенных лазера с расширителем пучка, зеркала, снабженного электромеханическим приводом, первой линзы, фокусирующий световой пучок внутрь исследуемого объекта, помещенного в кювету с иммерсионной жидкостью, и второй линзы, проецирующей отклоненный исследуемым объектом световой пучок в плоскость фотоприемников , выполн ющих функцию датчиков угла выхода. Шаговый двигатель

равномерно разворачивает зеркало, которое перемещает сфокусированный до п тна диаметром в несколько микрометров лазерный луч по оптической неоднородности, из- мек   значение координаты точки входа

0 луча в исследуемый объект, а фотоприемники измер ют угол выхода луча. На основании измеренных данных производ т расчет профил  показател  преломлени  исследуемой оптической неоднородности,

5 Основным недостатком данного способа и устройства  вл етс  низка  точность определени  профил  показател  преломлени , а также низкое пространственное разрешение.

0 Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей, основанный на измерении разности фаз между опорной электри5 ческой волной, сформированной на основе двух монохроматических пучков света с посто нными частотами, отличающимис  друг от друга в радиодиапазоне, и объективной электрической волной, сформированной на

0 основе тех же пучков света, но после того, как один из них пройдет через исследуемый объект. Измер   разность фаз между опорной и объективной электрической волной, имеющей ту же частоту, что и опорна  вол5 на, но отличающейс  от нее по фазе на величину , завис щую от показател  преломлени  участка исследуемого объекта, через который прошел зондирующий пучок света, во множестве близко расположенных

0 точек в плоскости освещени  пучка света, прошедшего через объект исследовани , с пучком света, прошедшим мимо него, с помощью интегральных преобразований рассчитывают искомый профиль показател 

5 преломлени .

Устройство дл  реализации данного способа состоит из последовательно расположенных лазера, четвертьволновой пластинки , снабженной электромеханическим

0 приводом, светоделител , при помощи которого формируетс  опорна  волна, расширител  лазерного пучка, пол ризационного светоделител , который раздел ет падающее излучение в соответствии с его пол ри5 зацией на два пучка с различными частотами, образовавшимис  при вращении четвертьволновой пластинки, и направл ет один из них на исследуемый объект, помещенный в кювету с иммерсионной жидкостью , и фотоприемного устройства, в плоскости которого при помощи зеркал совмещают два пучка света, образующие объектную волну,

Основным недостатком данного способа и устройства  вл етс  невозможность определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей с большими геометрическими размерами и со значительными градиентами показател  преломлени .

По мере увеличени  градиента показател  преломлени  и геометрических размеров исследуемых оптических объектов соответственно увеличиваетс  диапазон изменени  оптической длины пути зондирующих лучей в пределах объекта. Это приводит к соответствующему увеличению измер емой разности фаз между сигнальной и опорной волной. Когда значение измер емой разности фаз превысит по своей величине п, пропадает однозначна  зависимость между измер емой величиной и оптической длиной пути зондирующих лучей в исследуемом объекте, на основании которой происходит расчет профил  показател  преломлени . Хот  в данном способе существует возможность скорректировать эту зависимость и привести ее к однозначности, даже когда разность фаз между сигнальной и опорной волной превышает по своей величине п. эта корректировка осуществима только в том случае, когда разность фаз плавно мен ет свое значение от границы объекта, где она должна быть близкой к нулю , к его середине. Однако дл  объектов-с большими геометрическими размерами и со значительными градиентами показател  преломлени , оптическа  длина пути зондирующих лучей в которых резко мен етс  в диапазоне, намного превышающем по своей величине длину волны излучени , указанна  корректировка становитс  трудновыполнимой задачей, т.о. данный способ обеспечивает определение профил  показател  преломлени  только тех оптических объектов. оптичег а  длина пути лучей внутри которых плавно мен етс  в диапазоне, не превышающем несколько длин волн излучени .

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерений при сохранении точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей, заключающемс  в формировании пучка излучени , сечение которого превышает размер исследуемой неоднородности, содержащего излучение двух длин волн AI и А2 со взаимно ортогональными плоскост ми пол ризации

и отличающимис  на ДА -4-2 , где Li длина когерентности излучени  AI. разделении пучка света на два пучка, направле- 5 нии одного из них на объект исследовани , совмещении пучка света, прошедшего через объект, со вторым пучком, регистрации интерференционной картины и определении расчетным путем искомого профил  показа0 тел  преломлени , последовательно дл  множества точек плоскости регистрации равномерно измен ют разность оптических путей в разделенных пучках, после их совмещени  вновь раздел ют образовавшийс  пу5 чок света в соответствии с пол ризацией, регистрируют вторую интерференционную картину, при этом длина когерентности Li излучени  AI больше, а длина когерентности LS излучени  Аа меньше диапазона измене0 ни  разности оптического пути между пучками света, определ ют момент совпадени  максимальных значений интенсивности света в двух опорных точках, лежащих в невозмущенной объектом исследовани  зоне

5 интерференционных картин, и момент совпадени  максимальных значений интенсивности света в двух точках регистрации, в которые падают зондирующие лучи, имеющие различную длину волны, но идущие в

0 объекте исследовани  по идентичным траектори м , подсчитывают число интерференционных полос между этими моментами в интерференционной картине, образованной пучком с AI и одновременно измер ют

5 фазовый сдвиг между опорной точкой и точкой регистрации в той же интерференционной картине, на основании измеренного количества полос и фазового сдвига определ ют оптическую разность хода, которую

0 вносит исследуема  оптическа  неоднородность в зондирующий луч, и по определенным дл  множества точек оптическим разност м хода рассчитывают искомый профиль показател  преломлени .

5 В устройство, содержащее осветитель дл  формировани  излучени  двух длин волн AI и Аа со взаимно ортоготальными пол ризаци ми и отличающихс  на величиQ ну ДА -г-- , где Li - длина когерентности излучени  AI, и расположенные по ходу излучени  устройство дл  разделени  пучка , кювету с иммерсионной жидкостью дл  помещени  контролируемой оптической

5 неоднородности, устройство дл  совмещени  разделенных пучков, фотоприемное устройство и. опорный фотоприемник, соединенные со схемой обработки сигнала, осветитель выполнен в виде двух мсточников монохроматического излучени  с соответствующими оптическими системами дл  Формировани  и расширени  параллельного пучка излучени , причем оптическа  ось одной оптической системы расположена под углом 90й к оси другой пол ризационный светоделитель, установленный в точке пересечени  оптических осей оптических систем, устройство модул ции разности оптического пути, установленное по ходу излучени  после устройства дл  разделени  пучка, второй пол ризационный светоделитель , установленный по ходу излучени  за устройством дл  совмещени  разделенных пучков, второе фотоприемное устройство и второй опорный фотоприемник, соединенные со схемой обр аботки сигналов, причем устройство дл  разделени  пучка света и устройство дл  совмещени  разделенных пучков выполнены в виде светоделитзпьных пластин с металлическим полупрозрачным покрытием, нанесенным на вторые по ходу излучени  поверхности пластин, а фотоприемные устройства и опорные фотоприемники установлены в каждом из каналов второго пол ризационного светоделител .

Устройство модул ции разности оптического пути, выполненное в виде жестко св занных плоскопараллельных пластин равной толщины, установленных вплотную по сторонам правильного многоугольника с возможностью вращени  относительно оси, перпендикул рной основанию кюзеты.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема устройства дл  реализации способа определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей; на фиг.2 - оптическа  схема устройства модул ции разности оптического пути.

Устройство дл  определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей содержит две осветительные системы, оптические оси которых расположены под углом 90°, состо щие из источника 1 и 2 монохроматического излучени  и оптических систем 3 и 4, формирующих широкие параллельные пучки света, и последовательно расположенные пол ризационный светоделитель 5, расположенный в точке пересечени  оптических осей осветительных систем, светоделительную пластину 6 с металлическим полупрозрачным покрытием, устройство 7 модул ции разности оптического пути, снабженное электромеханическим приводом 8 и представл ющее собой основание, выполненное в виде правильного многоугольника, установленное с возможностью равномерного вращени  относительно /хи, перпендикул рной плоскости основани  и проход щей через ее центр, а по сторонам многоугольника установлены вплотную друг к другу плоскопараллельные стекл нные пластины равной толщины, кювету 9 с иммерсионной жидкостью и объектом исследовани  10, вторую светоделительную пластину 11 с металлическим полупрозрачным покрытием, второй пол ризационный светоделитель 12 и две системы регистрации

интерференционных картин, состо щие из опорных фотоприемников 13 и 14 и фотоприемных устройств 15 и 10, которые соединены со схемой обработки сигналов 17.

При помощи пол ризационного светоделител  излучение, идущее от монохроматических источников света с близкими длинами волн и ортогональными плоскост ми пол ризации, объедин етс  в один пучок

света с минимальными потер ми, поскольку пол ризационный светоделитель ориентирован таким образом, что полностью пропускает излучение, идущее от одной осветительной системы, и полностью отражает излучение с ортогональной плоскостью пол ризации, идущее от другой осветительной системы. Полученный пучок света при помощи светоделительной пластины с металлическим полупрозрачным покрытием , которое используетс  дл  предотвращени  поворота плоскости пол ризации излучени  при делении, раздел етс  на два пучка, в каждом из которых присутствует излучение, идущее от обоих

источников света. Первый из двух пучков света направл етс  на исследуемую оптическую неоднородность, а второй проходит мимо нее. Разность оптического пути между пучком света, прошедшим через объект исследовани , и другим пучком непрерывно измен етс  в интервале, превышающем по своей величине диапазон изменени  оптической длины пути зондирующих лучей в оптической неоднородности. Два пучка совмещают при помощи второй светодели тельной пластины с металлическим

полупрозрачным покрытием, а затем вновь

раздел ютс минимальными потер ми света

при помощи пол ризационного светоделител  на дьа пучка света в соответствии с пол ризацией падающего излучени . Эти пучки формируют две интерференционные картины, кажда  из которых образована световыми пучками одной длины волны. При

изменении разности оптического пути между первым и вторым пучком в плоскост х регистрации формируютс  измен ющиес  во времени интерференционные картины. Фотоприемные устройства последовательно во множестве соответствующих точек пол  интерференции синхронно регистрируют интерференционные картины, интенсивности которых определ ютс  выражени ми

h(t) 2 Ai2 1+cos 2jr( Д- АФЮ/Л l2(t) - 2 + cos(2 JT (Л - Д t(t))/ АД (1)

гдеАч и А2- амплитуды световых колебаний;

AI и А2 - длины волн излучени ;

Д - оптическа  разность хода, вноси-, ма  исследуемым объектом в зондирующий луч света;

Д ф(:) - разность оптического пути, котора  вноситс  между пучками света устройством модул ции разности оптического пути. Причем фотоприемные устройства синхронизированы таким образом, что одновременно регистрируют интерференционные картины в соответствующих точках, в которые падают зондирующие лучи, идущие в объекте исследовани  по одной и той же траектории. Так как опорные фотоприемники расположены на краю пучков света, формирующих интерференционные картины (т.е. в опорных точках), они регистрируют ту часть этих картин, в формировании которой принимает участие только та часть пучка света, направл емого на объект исследовани , котора  проходит мимо него. Поэтому опорные фотоприемники регистрируют невозмущенную объектом исследовани  части интерференционных картин, интенсивности которых определ ютс  выражени ми:H° (t) 2 (Ai°) + лД 0°(t)/ Ai l2°(t) 2 (A2°) + лА 0°(t)/ k, (2)

где Ai° и А2° - амплитуды световых колебаний;

Ai и Ki - длины волн излучени ;

Д (t) - разность оптического пути, котора  вноситс  между пучками света устройством модул иии разности оптического пути. В момент времени, когда вносима  между пучками разность оптического пути ДФ°(х) будет равн тьс  нулю, произойдет совпадение максимальных значений интенсивности света в двух опорных точках интерференционных картин, регистрируемых опорными фотоприемниками. Когда вносима  разность оптического пути станет равной оптической разности кода, которую вносит исследуемый объект в зондирующие лучи, падающие в точки регистрации, произойдет совпадение максимальных значений интенсивности света в двух точках

интерференционных картин, регистрируемых фстоприемными устройствами Если первый источник формирует пучок света, длина когерентности которого удосшетвор - ет условию

LK, АгА2/2 Ui- Аг1 ,

(3)

где AI и А2 - длины волн излучени , то совпадение максимальных значений интенсивности света в опорных точках и точках регистрации интерференционных картин будет происходить только один раз при выполнении условий, описанных выше, т.к. дл 

всех других теоретически возможных совпадений максимальных значений интенсивности контраст интерференционной картины, образованный световыми пучками, длина когерентности которых удовлетвор ет выражению (3), будет равн тьс  нулю. Если длина когерентности первого источника в несколько раз превосходит величину, определенную правой частью выражени  (3), сов- падение максимальных значений

интенсивности произойдет несколько раз. Однако, требуемое совпадение максимальных значений интенсивности легко выделить среди остальных, т.к. контраст интерференционной картины, образованной пучками первого источника, значительно измен етс  даже при изменении разности хода между интерферирующими пучками в несколько длин волн, Поэтому требуемое совпадение максимальных значений интенсивности света соответствует максимальному контрасту интерференционной картины, образованной пучками первого источника света. Если второй источник формирует пучок света, длина когерентности которого превосходит диапазон изменени  разности оптического пути между пучками света, то контраст второй интерференционной картины всегда будет больше нул . Поэтому, подсчитав в этой интерференционной картине количество полос, прошедших через фотоприемное устройство от момента совпадени  максимальных значений интенсивности на опорных фотоприемниках дл  момента совпадени  максимальных значений интенсивности на фотоприемных устройствах , определ ют оптическую разность хода, вносимую исследуемым объектом в зондирующие лучи, падающие в точки регистрации по формуле

Д (К + Др /2тг ) /12, при Л/э , О

Д (К+ 1 + Аср/2л ) А, при /у 0, (4)

где К - целое число полос во второй интерференционной картине, прошедших через фотоприемное устройство между двум  моментами совпадени  максимумов интенсивности на опорных фотоприемниках и на фотоприемных устройствах в двух интерференционных картинах;

Л.2 длина волны излучени  второго источника света;

Луз - разность фаз между сигналами, поступающими с фотоприемного устройства и опорного фотоприемника, которые регистрируют вторую интерференционную картину. Определив оптическую разность хода, вносимую исследуемым объектом в зондирующие лучи, последовательно дл  множества точек пол  интерференции, при помощи интегральных преобразований рассчитывают искомый профиль показател  преломлени .

Устройство работает следующим образом .

Пол ризационный светоделитель 5 объедин ет монохроматические пучки света с близкими длинами волн и ортогональными плоскост ми пол ризации, которые идут от источников 1 и 2 излучени  через оптические системы 3 и 4, формирующие параллельные пучки света необходимой ширины, в один пучок света с минимальными потер ми и направл ет его на светоделительную пластину 6, котора  раздел ет пучок света, без изменени  пол ризационных параметров составл ющих его компонентов, на два параллельных пучка и направл ет их через устройство 7 модул ции разности оптического пути на кювету 9 таким образом, что только один из пучков света проходит через объект исследовани  10. Втора  светодели- тельна  пластина 11 совмещает пучки света без изменени  состо ни  их пол ризации в один пучок и направл ет его через второй пол ризационный светоделитель 12, раздел ющий падающее излучение в соответствии с его пол ризацией на два пучка с ортогональными плоскост ми пол ризации и различными длинами волн, на системы регистрации интерференционных картин, состо щие из опорных фотоприемников 13 и 14 и фотоприемных устройств 15 и 16. Электрические сигналы, поступающие с опорных фотоприемников и фотоприемных устройств, обрабатываютс  схемой обработки сигналов 17. Опорные фотоприемники 14 и 15 расположены таким образом, что они регистрируют ту часть интерференционных картин, в формировании которой принимает участие только та часть пучка света, направл ема  на объект исследовани  10, котора  проходит мимо него. Фотоприемные же устройства 15 и 16 последовательно во множестве точек регистрируют интерференционные картины, сформированные прошедшими через объект исследовани  пучками. При вращении устройства 7 модул ции разности оптического пути плавно измен ютс  углы а и а2 падени  пучков света на стекл нные пластины (фиг.2),

вследствие чего измен етс  .оптическа  длина пути пучков света и Ф2 внутри этих пластин

Ф1 D N/cos( y9i)

15Ф2 0 М/С08( fe).

(6)

где D - толщина стекл нных пластин;

N - показатель преломлени  стекл нных пластин;

и /% - углы преломлени  пучков

света, которые определ ют из выражений

25

arc (2 jr/m - wt)/N

fo arc ( wt)/N,(7)

где ш - углова  скорость вращени  модул тора;

m - количество стекл нных пластин в устройстве модул ции.

Разность оптического пути, котора  вноситс  между пучками света устройством модул ции разности оптического пути, определ етс  выражением

,CD(t) Ф1 (t) - Ф2(т) + ( a) t - /%)/cos /% - -С05 2 /т- 1)/cos/ i.(8)

Нелинейность функции разности оптического пути (8). вносимой устройством модул ции, в интервале от t -2 л /тсо до t 2 п /тш , т.е. от момента, когда второй пучок падает ортогонально пластине устройства модул ции, до момента, когда

ортогонально пластине падает первый пучок света, дл  устройства модул ции с дес тью пластинами составл ет 5%, а с двадцатью - 2%.

При изменении разности оптического

пути между первым и вторым пучками света в плоскост х установки опорных фотоприемников 13 и 14 и фотоприемных устройств 15 и 16 формируютс  измен ющиес  во времени интерференционные картины, Фотоприемные устройства последовательно во множестве точек синхронно регистрируют интерференционные картины, интенсивности которых описываютс  выражени ми (1), а опорные фотоприемники регистрируют ту

часть интерференционных картин, котора  определ етс  выражени ми (2). Т.к. длина когерентности одного из источников света превышает по своей величине диапазон изменени  разности оптического пути между пучками света, то с выхода опорного фотоприемника и фотоприемного устройства, регистрирующих интерференционную картину , образованную пучками света этого источника , в схему 17 обработки сигналов посто нно будет поступать синусоидальный сигнал, отражающий процесс перемещени  интерференционных полос. В момент времени , когда вносима  между двум  пучками света разность оптического пути будет рав- н тьс  нулю, произойдет совпадение максимальных значений электрических сигналов, поступающих в схему 17 обработки сигналов от опорных фотоприемников 13 и 14 и схема 17 обработки сигналов начнет под- счет количества периодов синусоидального сигнала, поступающего от фотоприемного устройства, регистрирующего интерференционную картину, образованную пучками света с большой длиной когерентности, и одновременно измерит разность фаз между сигналами, поступающими от опорного фотоприемника и фотоприемного устройства, регистрирующих ту же интерференционную картину. Достаточно низка  нелинейность функции разности оптического пути (8) позвол ет без труда осуществить процесс подсчета полос и измерени  разности фаз с необходимой точностью.

Когда вносима  разность оптического пути станет равной оптической разности хода , которую вносит исследуемый объект в зондирующие лучи, произойдет совпадение максимальных значений электрических сиг- налов, поступающих от фотоприемных устройств 15 и 16 и подсчет периодов в схеме обработки закончитс . Подсчитав количество периодов (соответствующее количеству полос) и измерив разность фаз, определ ют оптическую разность хода, вносимую исследуемым обьектом 10 в зондирующий луч, по формулам (4).

Конструкци  фотоприемных устройств 15 и 16 позвол ет последовательно регистриро- вать интерференционные картины синхронно во множестве точек пол  регистрации. Поэтому , определив оптическую разность хода дл  данных точек регистрации, осуществл ют процесс измерени  в следующей паре точек. На основании полученных значений оптической разности хода дл  множества лучей, прошедших через объект исследовани , рассчитывают искомый профиль показател  преломление.

В качестве примера конкретного выполнени  устройство дл  определени  профил  показател  преломлени  оптических нео- днородностей содержит полупроводниковый лазер с длиной когерентности 4000 мкм, Ач 776 нм и полупроводниковый лазер с длиной когерентности 80 мкм, Дг 768 нм, снабженные устройствами термостабилизации , два коллиматора, формирующие параллельный пучок света (ширина пучкз 20 мм) пол ризационный светоделитель, светоде- лительную пластину (толщина 40 мм) с металлическим полупрозрачным покрытием, устройство модул ции оптической разности хода с двадцатью стекл нными пластинами (толщина пластин 20 мм, ширина - 24 мм), привод щий во вращение электродвигателем (частота вращени  5±0.001 Гц), вюрую аналогичную светоделительную пластину и второй пол ризационный светоделитель, две фотодиодные линейки, два фотодиода, перед которыми установлены точечные диафрагмы , и схему обработки сигналов, состо щую из блока фиксации совпадений максимальных значений сигналов, блока подсчета количества полос и блока измерени  разности фаз (детектор дифференциатор, компаратор), сигналы с которого подаютс  на запоминающее устройство. Разность фаз измер етс  с точностью П 10 . Данный пример конкретного выполнени  устройства позвол ет определить профиль показател  преломлени  оптических неоднородностей, диапазон изменени  оптической длины пути лучей внутри которых не превышает 1000 мкм, а геометрический размер которых не превышает 20 мм, причем погрешность измерени  оптической разности хода не превышает 0,01 мкм.

Claims (3)

1. Способ определени  профил  показател  преломлени  оптических неоднородностей , заключающийс  в формировании пучка излучени , селение которого превышает размер исследуемой неоднородности, включающего две длины волны AI и А 2 со взаимно ортогональными плоскост ми пол ризации , отличающеес  на величину АА AI Aa/2 U, где Li -длина когерентности излучени  Ai, разделении пучка на два, направлении одного из них на исследуемый объект, совмещении прошедшего через объект зондирующего пучка с вторым пучком, регистрации интерференционной картины и определении расчетным путем искомого профил  показател  преломлени ,отличающийс  тем, что, с целью расширени 

диапазонов измерений при сохранении точности , последовательно дл  множества точек плоскости регистрации равномерно измен ют разность оптических путей в разделенных пучках, после их совмещени  раз- дел ют образовавшийс  пучок в соответствии с пол ризацией, регистрируют вторую интерференционную картину, при этом длина когерентности Ц излучени  AI больше, а длина когерентности излучени  Аг меньше диапазона изменени  разности оптических путей , определ ют момент совпадени  максимальных значений интенсивности излучени  в двух опорных точках, лежащих в невозмущенной объектом исследовани  зоне интерферен- ционных картин, и момент совпадени  максимальных значений интенсивности излучени  в двух точках регистрации, в которые подают лучи зондирующего пучка, имеющие различную длину волны, но идущие в объекте исследовани  по идентичным траектори м, подсчитывают число интерференционных полос между этими моментами в интерференционной картине, образованной лучами пучка AI, и одновременно измер ют фазовый сдвиг между опорной точкой и точкой регистрации в той же интерференционной картине, на основании измеренного количества полос и фазового сдвига определ ют оптическую разность хода, которую вносит исследуема  оптическа  неоднородность в зондирующий пучок, и по определенным дл  множества точек оптическим разност м хода рассчитывают искомый профиль показател  преломлени .

2. Устройство дл  определени  профил  показател  преломлени  оптических нео- днородностей, содержащее осветитель дл  формировани  излучени  двух длин волны AI и А со взаимно ортогональными пол ризаци ми, отличающихс  на величину ДА AI Aa/2 L , где U - длина когерентности излучени  AI, и расположенные последовательно по ходу излучени  устройство дл  разделени  пучка излучени ,

кювету с иммерсионной жидкостью дл  помещени  контролируемой оптической неоднородности , устройство дл  совмещени  разделенных пучков, фотоприемное устройство и опорный фотоприемник, соединенные со схемой обработки сигналов, отличающеес  тем. что. с целью расширени  диапазона измерений при сохранении точности , осветитель выполнен в виде двух источников монохроматического излучени  с соответствующими оптическими системами дл  формировани  и расширени  параллельного пучка, причем оптическа  ось одной оптической системы расположена

под углом 90° к оси другой, дополнительно введены пол ризационный светоделитель , установленный в точке пересечени  оптических осей оптических систем, устройство модул ции разности оптического пути.

установленное по ходу излучени  устройства дл  разделени  пучка, второй пол ризационный светоделитель, установленный по ходу излучени  за устройством дл  совмещени  разделенных пучков, второе фотоприемное устройство и второй опорный фотоприемник, соединенные со схемой обработки сигналов, причем устройство дл  разделени  пучка и устройство дл  совмещени  разделенных пучков выполнены в виде светоделительных пластин с металлическим полупрозрачным покрытием, нанесенным на вторые по ходу излучени  поверхности пластин , а фотоприемные устройства и опорные фотоприемники, установлены в каждом из каналов второго пол ризационного светоделител .

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что устройство модул ции разности оптического пути выполнен в виде жестко

св занных плоскопараллельных пластин равной толщины, установленных вплотную по сторонам правильного многоугольника с возможностью вращени  относительно оси, перпендикул рной основанию кюветы.

n

/у

eycuiii